CXPR71100H VBUS过压保护器件
集成PTVS二极管 | 100V浪涌保护 | 35mOhm内阻 | WL-CSP-12B

版本：Rev 1.0 | 2026年7月 | 型号：CXPR71100H | 封装：WL-CSP-12B（1.92x1.27mm）

嘉泰姆电子（JTM-IC）推出的 CXPR71100H 是一款集成过压保护（OVP）FET与PTVS二极管的VBUS保护器件，专为智能手机、手持设备等便携应用设计。器件内置 35mOhm（典型值） 低导通电阻内部FET，集成 PTVS二极管 可承受高达 100V 的浪涌冲击，有效保护下游组件免受瞬态过压损坏。内部过压保护阈值预设为 6.8V（典型），并支持通过外部电阻分压器在 4V至20V 范围内编程设定。器件提供 WRNB开漏警告输出，可用于指示OVP、UVP或OTP事件。采用超小型 WL-CSP-12B（1.92x1.27mm） 封装，是空间受限的便携设备VBUS保护优选方案。

1. 产品概述与市场定位

CXPR71100H是一款高度集成的VBUS过压保护器件，专为USB Type-C、USB PD等需要可靠输入保护的应用设计。器件内部集成了低导通电阻（35mOhm典型值）的N-MOSFET开关和PTVS二极管，在提供正常导通路径的同时，能够将输入端高达100V的浪涌电压有效钳位，保护下游IC免受损坏。内部OVP阈值预设为6.8V，防止过压事件传播到系统端。同时支持通过OVPFB引脚外接电阻分压器，将OVP阈值在4V至20V范围内灵活编程，适应不同适配器电压需求。WRNB引脚提供开漏警告输出，在OVP、UVP或过热事件发生时通知系统。CXPR71100H采用WL-CSP-12B（1.92x1.27mm）超小封装，是智能手机、平板、可穿戴设备及其他便携设备VBUS保护的理想选择。

2. 主要特点与技术亮点

• 集成PTVS二极管：内置功率瞬态电压抑制（PTVS）二极管，可承受高达100V浪涌电压，无需外部TVS，节省BOM和PCB空间。
• 低导通电阻：典型RON仅35mOhm（25C），最大42mOhm，有效降低导通损耗和压降，适合大电流VBUS应用。
• 可编程OVP阈值：默认6.8V OVP阈值，支持通过外部电阻分压器在4V至20V范围内编程，灵活适配不同电压平台。
• 快速响应：OVP触发后关断时间典型值0.18us，迅速隔离过压，保护下游器件。
• 警告指示输出：WRNB开漏引脚在OVP、UVP或过热事件发生时输出低电平，支持系统级故障通知。
• 过温保护：芯片内部温度监测，130C关断，迟滞20C后自动恢复，防止热失效。
• 软启动与防浪涌：内置软启动电路（典型1.5ms导通时间），有效抑制上电浪涌电流，保护输入电源。
• 宽工作电压：支持3V至20V输入电压范围，兼容5V、9V、12V、15V、20V等常见VBUS电压。
• 超小尺寸：WL-CSP-12B封装仅1.92x1.27mm，球间距0.4mm，适合高密度PCB布局。

3. 引脚配置与功能说明

CXPR71100H主要引脚包括：VIN（VBUS输入，连接适配器或USB端口）、VOUT（输出至下游系统）、GND（内部电路参考地）、GND_PTVS（PTVS二极管专用地，需靠近VIN电容放置）、OVPFB（外部OVP阈值调整输入，不用时接GND）、WRNB（开漏警告输出，需外接上拉电阻至VDIO）。详细引脚定义见数据手册。

4. 极限参数与电气特性

5. 工作原理与设计指导

5.1 上电与软启动

CXPR71100H具有2.7V的POR（上电复位）阈值，迟滞100mV。当VIN低于POR阈值时，内部FET保持关断。当VIN超过POR阈值后，器件经过16ms延迟（含8ms软启动）后开始导通。软启动期间内部FET缓慢导通，有效抑制上电浪涌电流，保护输入电源和下游负载。

5.2 过压保护（OVP）

器件提供内部和外部两种OVP设置方式。当OVPFB引脚接GND时，使用内部预设阈值6.8V（典型）。当OVPFB外接电阻分压器且分压节点电压超过0.3V时，器件采用外部编程阈值，计算公式为：V_OVP = V_{REF_EXT} x (1 + R2/R1)，其中V_{REF_EXT}=1.2V（典型）。外部OVP可编程范围为4V至20V，适配不同适配器电压。当VIN超过OVP阈值时，内部FET在典型0.18us内快速关断，隔离过压。当VIN回落至正常范围（含迟滞，内部150mV/外部100mV）后，器件经8ms恢复延迟后重新导通。

5.3 过温保护（OTP）

芯片持续监测内部结温，当温度超过130C时关断FET，防止热损坏。温度下降20C后自动恢复导通。OTP恢复同样具有8ms延迟，确保系统稳定。

5.4 警告输出（WRNB）

WRNB为开漏输出引脚，在OVP、UVP或OTP事件发生时拉低，可用于向系统控制器报告故障。需外接上拉电阻（建议10kOhm）至VDIO（1.8V-3.6V）。正常工作时WRNB为高阻态。

5.5 PTVS浪涌保护

集成PTVS二极管提供高达100V的浪涌保护能力，有效吸收瞬态高压脉冲，保护内部FET和下游电路。PTVS的GND_PTVS引脚应单独走线并靠近VIN电容放置，以优化浪涌泄放路径。

6. 典型应用电路

图2. 典型应用电路（VBUS OVP保护）

外围元件：VIN输入电容（建议1uF陶瓷电容，靠近VIN和GND_PTVS放置）、VOUT输出电容（1uF-100uF，根据负载需求选择）、WRNB上拉电阻（10kOhm至VDIO）、外部OVP编程电阻（如需调整OVP阈值）。对于需要更高浪涌保护的应用，可在VIN端并联额外TVS管。

7. PCB布局建议

• VIN电容放置：VIN输入电容应尽量靠近VIN引脚和GND_PTVS引脚放置，以优化浪涌泄放路径，降低寄生电感。
• GND_PTVS独立走线：GND_PTVS引脚应单独走线至主地平面，避免与其它GND引脚共用高阻抗路径，确保浪涌电流快速泄放。
• VOUT电容：VOUT输出电容靠近VOUT和GND引脚放置，为下游负载提供局部去耦。
• 功率走线：VIN和VOUT走线应尽量宽，以降低导通电阻引起的压降和热损耗，建议铜箔宽度>=0.5mm/A。
• WRNB走线：WRNB信号走线远离功率路径，避免噪声耦合。
• 散热：WL-CSP-12B封装theta_JA=59.6C/W，T_A=25C时最大功耗1.67W，需通过多个过孔将热量传导至内层地平面。

8. 智能手机VBUS保护设计实例

目标：设计一款智能手机USB Type-C端口的VBUS过压保护方案，输入可能来自5V/9V/12V/15V/20V PD适配器，需保护下游PMIC免受浪涌和过压损坏。

• OVP阈值设置：若系统最高支持20V PD，可将OVP设为22V（留有一定余量）。取R1=10kOhm，R2 = (22/1.2 - 1) x 10k = 173.3kOhm，取174kOhm。
• 输入电容：在VIN端放置1uF（X5R, 25V）陶瓷电容，靠近芯片放置。
• 输出电容：VOUT端放置4.7uF（X5R, 16V）陶瓷电容，为下游PMIC提供去耦。
• WRNB连接：WRNB通过10kOhm电阻上拉至系统IO电压（1.8V），连接至系统MCU的GPIO中断引脚，用于检测OVP故障。
• 浪涌保护：PTVS二极管可承受100V浪涌，无需额外TVS；如需更高等级保护，可在VIN端并联SMDJ24A（24V TVS）。
• PCB布局：VIN电容靠近VIN和GND_PTVS，走线尽量短。VIN走线宽度>=1mm（支持3A电流）。

9. 订购信息与技术支持

CXPR71100H采用WL-CSP-12B（1.92x1.27mm）封装，无铅、RoHS合规。提供工程样品、量产芯片及全面的技术支持。